Provocări inginerești în domeniul energie solară
Sistemele solare cu concentrare (CPV, CSP) necesită o proiectare optică precisă pentru a concentra lumina solară pe suprafața mică a unei celule fotovoltaice sau a unui absorbant termic. Chiar și erori mici în forma unei lentile Fresnel, unei oglinzi parabolice sau unui concentrator CPC se traduc printr-o iluminare inegală a celulei — ducând la puncte fierbinți și degradarea performanței.
Panourile fotovoltaice plate clasice beneficiază, de asemenea, de simularea optică — modelarea acoperirilor antireflex, analiza umbririi cauzate de rame și structurile de montaj și optimizarea unghiului de înclinare și geometriei matricei modulelor. TracePro permite o analiză completă a sistemului — de la sursă (un model solar cu distribuție unghiulară), prin optica de concentrare, până la distribuția fluenței pe celulă.
Cum sprijină software-ul nostru proiectarea?
| Produs | Rol în acest domeniu |
|---|---|
 | Concentratoare CPV (Fresnel, parabolice, CPC), analiza umbririi, uniformitatea iluminării celulei |
 | Proiectarea lentilelor Fresnel și opticii de colimare pentru sistemele CPV |
 | Simularea sistemelor de detecție și monitorizare în instalațiile solare cu legături optice |
Exemplu de aplicație: optimizarea unui colector solar fix pentru mai multe poziții ale soarelui
Ipoteze de proiectare
Scopul proiectului a fost proiectarea și optimizarea unui colector solar fix, fără urmărire, care maximizează fluxul de radiație ce ajunge la receptor pe parcursul zilei, în ciuda poziției schimbătoare a soarelui pe cer. Întregul proces, de la construirea modelului prin analiză până la optimizare, a fost realizat în TracePro.
Modelul colectorului în TracePro
Geometria concentratorului și receptorului a fost construită direct în TracePro sau importată dintr-un sistem CAD, apoi i s-au atribuit proprietăți de suprafață (reflectanța oglinzii, absorbția receptorului) și proprietăți de material. După definirea unei surse solare cu o distribuție unghiulară reală, s-au efectuat ray tracing și analiza distribuției fluxului și iradierii pe suprafața receptorului.
Analiza poziției solare în modulul Solar Emulator
Folosind modulul Solar Emulator, pe baza coordonatelor geografice și a unui interval de timp dat (dată, oră, fus orar), a fost determinată traiectoria reală a soarelui pe cer. Acest lucru a permis evaluarea performanței sistemului în diferite momente ale zilei și anului și compararea performanței unui colector fix cu o variantă cu urmărire solară.
Optimizarea geometriei
În optimizatorul interactiv TracePro, au fost definite variabile care descriu geometria concentratorului împreună cu operanzi țintă menite să maximizeze fluxul care ajunge la receptor. După o trecere inițială de ray tracing pentru a verifica setările, s-a efectuat o optimizare automată a profilului, îmbunătățind concentrarea și uniformitatea iluminării pe absorbant.
Ajustare pentru mai multe poziții solare
Un pas cheie pentru un colector fix: a fost definit un set de surse corespunzătoare pozițiilor succesive ale soarelui de-a lungul zilei, iar geometria a fost optimizată simultan pentru toate aceste configurații (Source Configuration). Astfel, o singură formă fixă oferă o producție bună de energie într-o gamă largă de unghiuri de incidență, nu doar în jurul amiezii.
Proiect verificat
Simularea a permis selectarea geometriei colectorului, estimarea producției de energie pe parcursul ciclului zilnic și compararea variantelor de proiectare înainte de construirea unui prototip. Modelul finit a furnizat datele necesare pentru fabricarea elementului și efectuarea de teste ulterioare, reducând iterațiile hardware costisitoare.
Întrebări frecvente
Energie solară
TracePro include un model spectral pentru radiația solară AM1.5?
Da. TracePro include spectrele standard AM0 (extraterestru) și AM1.5 (nivelul mării, standardul IEC 60904-3), care pot fi folosite direct ca sursă în simulările solare.
Poate fi simulată umbrirea între rândurile de panouri PV?
Da. TracePro permite modelarea instalațiilor PV cu mai multe rânduri, analizând umbrirea între rânduri și de la structura de montaj în funcție de unghiul solar pe parcursul zilei și anului.
TracePro ține cont de poziția reală a soarelui pentru o locație dată?
Da. Modulul Solar Emulator determină traiectoria soarelui pe baza coordonatelor geografice, datei și orei, permițându-vă să analizați performanța colectorului la diferite momente ale zilei și anului și să modelați comportamentul sistemului de urmărire solară.
Aveți o provocare specifică în acest domeniu?
Inginerul nostru vă va răspunde în 1 zi lucrătoare și vă va sfătui cu privire la instrumente și opțiuni de licențiere.
Trimite o întrebare unui inginerCăutați software-ul TracePro?
Obțineți o versiune de probă de 14-30 de zile pentru a testa TracePro cu suport tehnic complet în timpul proiectului dumneavoastră curent.
Obțineți o versiune de probă TracePro